本發明屬于輸電塔領域，涉及一種地震-洪水序列災害下輸電塔易損性分析方法及相關裝置。

背景技術：

1、自然資源分布的不均衡性顯著，為了有效平衡電力資源并促進各地區經濟的均衡發展，長距離的輸電通道成為了必要的基礎設施。然而，這些輸電通道穿越了多種復雜地理環境，常常面臨著嚴峻的災害挑戰。特別是在某些區域，地震活動頻繁且強度大，對輸電設施構成了直接威脅。同時，另一些地區則易受洪水侵襲，尤其是在夏季，洪水災害頻發，對輸電塔的安全穩定運行構成了另一重威脅。

2、因此，輸電塔在地震與洪水的雙重災害疊加下，其安全性能受到了前所未有的考驗。遺憾的是，當前尚缺乏一種針對地震-洪水序列型災害下輸電塔易損性的有效分析方法，特別是在考慮前序多次地震對輸電塔造成的累積損傷時，如何準確評估這種累積損傷對后續地震及洪水災害下輸電塔易損性的影響，成為了一個亟待解決的關鍵問題。

技術實現思路

1、本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種地震-洪水序列災害下輸電塔易損性分析方法及相關裝置。

2、為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

3、本發明第一方面，提供一種地震-洪水序列災害下輸電塔易損性分析方法，包括：獲取前序的地震波的地震動峰值加速度和后續的洪水的流速以及深度；根據前序的地震波的地震動峰值加速度和后續的洪水的流速以及深度，通過輸電塔的地震-洪水序列型易損性函數得到輸電塔的倒塌概率；其中，輸電塔的地震-洪水序列型易損性函數通過下述方式得到：構建輸電塔的數值分析概率模型；基于輸電塔的數值分析概率模型進行交互的地震動力時程分析和洪水推覆分析，分別得到地震易損性函數和洪水易損性函數；根據地震易損性函數和洪水易損性函數，通過全概率分析方法，得到輸電塔的地震-洪水序列型易損性函數。

4、可選的，所述構建輸電塔的數值分析概率模型包括：獲取輸電塔的構造參數信息及構造參數信息的不確定分布模型；其中，構造參數信息包括三維尺寸信息、構件尺寸信息、材料屈服強度和極限強度信息；根據輸電塔的構造參數信息及構造參數信息的不確定分布模型，采用拉丁超立方抽樣的方法進行若干次抽樣，得到若干次抽樣結果；根據若干次抽樣結果構建若干輸電塔的數值分析概率模型。

5、可選的，所述基于輸電塔的數值分析概率模型進行交互的地震動力時程分析和洪水推覆分析，分別得到地震易損性函數和洪水易損性函數包括：地震動力時程分析過程：將地震波的地震動峰值加速度逐步增量至致使輸電塔完全倒塌并重復若干次，以及通過擬合地震動峰值加速度與輸電塔完全倒塌的關系得到地震易損性函數；洪水推覆分析過程：在地震動力時程分析過程中，在輸電塔完全倒塌前及地震波的地震動峰值加速度每次增量前，均通過逐步增加洪水荷載的方式獲取致使輸電塔完全倒塌所需的洪水的深度和流速，以及通過擬合洪水的深度和流速與輸電塔完全倒塌的關系得到洪水易損性函數。

6、可選的，所述通過逐步增加洪水荷載的方式獲取致使輸電塔完全倒塌所需的洪水的深度和流速時，洪水荷載的施加方式為：將洪水荷載簡化為均布壓力pflood，并當洪水的深度為h時，施加于輸電塔從地面直至h高度范圍內的所有構件上且施加方向相同；洪水荷載的計算方法為：

7、

8、其中，pflood為施加輸電塔構件上的均布壓力，ρw為洪水密度，cw為洪水動力系數，uw為洪水的流速。

9、可選的，所述將地震波的地震動峰值加速度逐步增量至致使輸電塔完全倒塌以及通過逐步增加洪水荷載的方式獲取致使輸電塔完全倒塌所需的洪水的深度和流速時，判斷輸電塔完全倒塌的條件為：輸電塔的最大層間位移角超過2％或最大頂點位移角超過1％；輸電塔的最大層間位移角idr計算方法為：

10、idr＝d/h*100％

11、其中，d為輸電塔的最大層間位移，h為輸電塔的整體高度。

12、輸電塔的最大頂點位移角mdr計算方法為：

13、mdr＝d/h*100％

14、其中，d為輸電塔的頂點位移。

15、可選的，所述地震易損性函數為：

16、

17、其中，pe(pga)為輸電塔在pga下的倒塌概率，pga為地震波的地震動峰值加速度，mpga為地震動力時程分析過程中輸電塔倒塌時的pga中值，ζpga為地震動力時程分析過程中輸電塔倒塌時的pga標準差。

18、洪水易損性函數：

19、

20、其中，pf(h,uw)為輸電塔在深度為h且流速為uw的洪水作用下的倒塌概率，為深度為h的洪水致使輸電塔完全倒塌時的流速uw中值，為深度為h的洪水致使輸電塔完全倒塌時的流速uw標準差。

21、輸電塔的地震-洪水序列型易損性函數為：

22、pe-f(h,uw,pga)＝pe(pga)+pf(h,uw)-pe(pga)·pf(h,uw)

23、其中，pe-f(h,uw,pga)為輸電塔在前序的地震波的地震動峰值加速度pga，以及后續的洪水的流速uw以及深度h下的倒塌概率。

24、本發明第二方面，提供一種地震-洪水序列災害下輸電塔易損性分析系統，包括：數據獲取模塊，用于獲取前序的地震波的地震動峰值加速度和后續的洪水的流速以及深度；計算模塊，用于根據前序的地震波的地震動峰值加速度和后續的洪水的流速以及深度，通過輸電塔的地震-洪水序列型易損性函數得到輸電塔的倒塌概率；其中，輸電塔的地震-洪水序列型易損性函數通過下述方式得到：構建輸電塔的數值分析概率模型；基于輸電塔的數值分析概率模型進行交互的地震動力時程分析和洪水推覆分析，分別得到地震易損性函數和洪水易損性函數；根據地震易損性函數和洪水易損性函數，通過全概率分析方法，得到輸電塔的地震-洪水序列型易損性函數。

25、可選的，所述基于輸電塔的數值分析概率模型進行交互的地震動力時程分析和洪水推覆分析，分別得到地震易損性函數和洪水易損性函數包括：地震動力時程分析過程：將地震波的地震動峰值加速度逐步增量至致使輸電塔完全倒塌并重復若干次，以及通過擬合地震動峰值加速度與輸電塔完全倒塌的關系得到地震易損性函數；洪水推覆分析過程：在地震動力時程分析過程中，在輸電塔完全倒塌前及地震波的地震動峰值加速度每次增量前，均通過逐步增加洪水荷載的方式獲取致使輸電塔完全倒塌所需的洪水的深度和流速，以及通過擬合洪水的深度和流速與輸電塔完全倒塌的關系得到洪水易損性函數。

26、本發明第三方面，提供一種計算機設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現上述地震-洪水序列災害下輸電塔易損性分析方法的步驟。

27、本發明第四方面，提供一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現上述地震-洪水序列災害下輸電塔易損性分析方法的步驟。

28、與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

29、本發明地震-洪水序列災害下輸電塔易損性分析方法，通過獲取前序的地震波的地震動峰值加速度和后續的洪水的流速以及深度，結合輸電塔的地震-洪水序列型易損性函數，實現精確地預測輸電塔在極端災害條件下的倒塌概率，為地震、洪水災害多發地區的輸電塔安全性能評估提供了強有力的技術支撐。所采用的輸電塔的地震-洪水序列型易損性函數，不僅精準地考慮了地震波的地震動峰值加速度和洪水的流速及深度這些關鍵參數，還通過精細化的數值分析概率模型，能夠合理考慮地震對輸電塔造成的不可逆的累積損傷影響，不僅考慮了單一災害因素對輸電塔的影響，更是創新性地融合了地震與洪水災害的相互作用機制，深入剖析了輸電塔在地震與洪水序列型災害下的動態響應和累積損傷效應，從而更真實地反映了輸電塔在復雜災害環境下的抗災性能，為輸電塔的防災減災設計、加固改造以及應急響應提供了科學依據。